SSL-PUF Based Authentication Scheme Applicable to Ultra-Small Satellites

최근 초소형 위성 기반 통신 환경에서 소프트웨어 기반 암호화 기법을 겨냥한 보안 위협이 심화됨에 따라, 제한된 자원을 고려한 경량 하드웨어 기반 보안 기법의 필요성이 제기되고 있다. 이에 본 연구에서는 복제 불가능한 하드웨어 특성인 PUF를 활용하여, SSL-PUF 구조에 기반한 경량화된 인증 및 키 합의 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 각 위성에 탑재되는 부분 CRP(Challenge- Response Pair) 테이블을 기반으로 지상국의 개입 없이 위성 자체적으로 인증 및 키 합의를 수행하며, 매칭된 SSL-PUF 쌍을 기반으로 군집위성 운용 시 활용 가능한 그룹키도 설립할 수 있다. 보안성 분석을 통해 제시된 기법이 재전송 공격 및 중간자 공격에 대한 저항성을 확보하고 있으며, 4가지 보안 요구사항을 충족함을 확인하였다. 또한, BAN Logic을 통해 인증 주체 간 상호작용이 정상적으로 수행되었으며, 안전성 입증을 위한 조건을 모두 충족함을 확인하였다.